Étudier les fonctions des gènes cellulaires grâce à l'IA et à la microscopie
Une nouvelle technologie allie l'intelligence artificielle et la microscopie pour analyser des cellules à grande échelle
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Une nouvelle technologie promet de permettre des études plus approfondies sur la manière dont les gènes individuels déterminent l'apparence et le comportement des cellules : Des chercheurs dirigés par le professeur Veit Hornung du Centre de génétique de l’Université Ludwig-Maximilien de Munich (LMU) et le professeur Matthias Mann de l’Institut Max Planck de biochimie à Martinsried, en collaboration avec le professeur Fabian Theis de l’Institut Helmholtz de Munich, ont mis au point SPARCS, une technologie qui associe l’intelligence artificielle à la microscopie et au criblage génétique. Elle permet aux chercheurs d’analyser des millions de cellules génétiquement modifiées à la recherche de caractéristiques visuelles complexes, puis d’isoler de manière sélective les cellules individuelles présentant un intérêt particulier. Grâce à SPARCS, les effets cellulaires peuvent ainsi être mis en relation avec les modifications génétiques qui les provoquent. Ces résultats viennent d’être publiés dans la revue Cell.
Gènes impliqués dans le recyclage cellulaire et le système immunitaire
Dans leur étude, les scientifiques ont utilisé l’intelligence artificielle pour analyser des images microscopiques d’un total de 70 millions de cellules à la recherche de modifications causées par des altérations génétiques. Dans une première expérience de validation de principe à l’échelle du génome, les chercheurs ont étudié l’autophagie, un processus important de recyclage cellulaire. « SPARCS a identifié une grande partie des gènes déjà connus pour réguler la formation des autophagosomes, tout en mettant au jour d’autres gènes impliqués dans ce processus », explique le premier auteur, le Dr Niklas Schmacke (LMU).
Les chercheurs se sont également intéressés à STING, un capteur clé du système immunitaire inné. Ils ont découvert que l’acidité de l’appareil de Golgi joue un rôle important dans le transport précoce de STING au sein de la cellule. La protéine GPHR influence ce niveau de pH et, par conséquent, l’activation ultérieure de ce capteur immunitaire.
Les cellules sélectionnées étant isolées intactes, les chercheurs ont ensuite pu analyser leur composition protéique à l’aide de la spectrométrie de masse. Cela leur a permis de caractériser avec précision les effets des modifications génétiques au niveau moléculaire.
De nouvelles perspectives pour la recherche cellulaire
Dans l’ensemble, cette étude a démontré comment l’intelligence artificielle, associée à un criblage génétique évolutif basé sur l’imagerie, ouvre de nouvelles perspectives pour étudier systématiquement les gènes et faire progresser la recherche biologique, affirment les chercheurs.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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